一种具有稳定轴上光强分布的新型长焦深光学装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有稳定轴上光强分布的新型长焦深光学装置，包括：振幅调制光阑和相位型透光元件；所述振幅调制光阑胶合于所述相位型透光元件的入射面；所述振幅调制光阑的振幅透射系数和相位型透光元件的厚度分布均可由长焦深区域内的光场分布进行逆向设计得到，满足一定的分布形式。此外，在振幅调制光阑中，通过引入振幅平滑函数，可有效压制所述新型长焦深光学装置在长焦深区域内的轴上光强振荡，获得具有稳定轴上光强分布的长焦深功能。本实用新型专利技术提出的具有稳定轴上光强分布的新型长焦深光学装置，能够解决长焦深区域内的光强振荡问题，可减小实验加工和测量误差，在高精密光学系统中存在重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种具有稳定轴上光强分布的新型长焦深光学装置
本技术涉及光学
，特别是指一种具有稳定轴上光强分布的新型长焦深光学装置。
技术介绍
常用的光学聚焦装置主要包括透镜。常规透镜是一种将一束平行于光轴的入射光聚焦到一点的光学元件，这个点称为透镜的焦点。现有技术表明，当平行光入射到常规透镜上时，只有在常规透镜的预定聚焦平面上才能获得很好的聚焦功能。传统长焦深透镜，其表面上不同位置分别将平行于光轴的入射光折射到光轴上的不同位置，从而可以使整个长焦深透镜将入射平面波聚焦到光轴上的一段范围之内，实现轴向的长焦深功能。传统长焦深透镜可实现轴向长焦深功能，大大拉长了光学系统的聚焦范围，拓宽了实际应用场景。但是，传统长焦深透镜存在一个明显的缺陷，即在长焦深区域内轴上光强存在振荡问题，轴上光强的相对误差约为15％～20％，这会带来较大的实验加工和测量误差，限制了其在高精密光学系统中的应用。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提出一种具有稳定轴上光强分布的新型长焦深光学装置，可解决长焦深区域内轴上光强振荡的问题。基于上述目的，本技术提出一种具有稳定轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有稳定轴上光强分布的新型长焦深光学装置，其特征在于，包括：振幅调制光阑和相位型透光元件；所述振幅调制光阑胶合于所述相位型透光元件的入射面；/n对于所述相位型透光元件，其厚度满足下式：/n

【技术特征摘要】
1.一种具有稳定轴上光强分布的新型长焦深光学装置，其特征在于，包括：振幅调制光阑和相位型透光元件；所述振幅调制光阑胶合于所述相位型透光元件的入射面；
对于所述相位型透光元件，其厚度满足下式：



其中，r表示新型长焦深光学装置在垂直于光轴的横截面上的径向位置坐标，λ表示入射平面波在真空中的波长，n1和n2分别表示相位型透光元件和外部空间的折射率，表示所述相位型透光元件的相位分布，其表达式为：



其中，arg[E(r)]表示求复数函数E(r)的幅角；所述相位型透光元件的出射面上任意一点处的光场分布E(r)为：



其中，r表示新型长焦深光学装置在垂直于光轴的横截面上的径向位置坐标，为虚数单位，n2表示外部空间的折射率，λ表示入射平面波在真空中的波长，z表示光轴上任意一点的纵向位置坐标，z1和z2分别表示沿光轴方向长焦深区域的起始位置和终止位置坐标，计算公式分别如下：



其中，f0和Δf分别表示新型长焦深光学装置的初始焦距和焦深大小，ε为焦深扩展系数；
所述振幅调制光阑的振幅透射系数为：
T(r)＝||E(r)||·T0(r)
其中，||E(r)||表示求复数函数E(r)的模；为获得稳定的轴上光强分布，在振幅调制光阑中引入振幅平滑函数T0(r)，由下式给出：



其中，η为振...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶佳声，裘丽静，张岩，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：新型
国别省市：北京;11